JP2016104851A - レーザ切断用粘着フィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】好ましい外観および表面印刷性を有し、短波長レーザ加工後の切断端面に変色やバリ形成を起こさず,より高い切断性を有する粘着フィルムの提供。【解決手段】基材としてカーボンブラック0.01質量%未満、酸化チタンを5質量%以上含有する白色樹脂フィルムと前記樹脂フィルムの少なくとも一つの面に粘着剤層とを含む粘着フィルム。前記粘着フィルムを表面保護フィルムとすることにより、短波長炭酸ガスレーザーでの切断処理や切断速度を加速でき、レーザー加工方法の効率が向上する粘着フィルムの使用。【選択図】なし

Description

本発明は、粘着(感圧接着)フィルムに関し、詳しくは、ファイバおよび炭酸ガスによるレーザ切断処理の際の表面保護用途に適した粘着フィルムに関する。
レーザ光による加工技術は、各種材料の切断や孔あけ等に広く用いられている。かかる加工処理に使用するレーザの代表例として、主波長9.3μm〜10.6μm程度の炭酸ガスレーザが挙げられる。かかるレーザ加工の一態様として、補助材料としての表面保護用粘着フィルムをワークの表面に貼り付けておき、その粘着フィルムの上からレーザ光を照射して、該粘着フィルムごと上記ワークをレーザ処理する態様が例示される(例えば、日本国特許出願公開2004−235194号公報に開示されている)。
微細な切断が可能なレーザ光加工技術に対する需要が高まっており、金属切削産業においては、炭酸ガスレーザによるものと比較して1/100ほど小さいスポットサイズを実現する性能の見地から、波長1.0μm〜1.1μm程度のファイバレーザ(固相レーザ)の利用が急速に拡大している。しかしながら、従来の粘着フィルムを用いた短波長レーザ加工では、低品質の切断となり、レーザ加工の効率や精度が低下することがある。
ファイバレーザによる切断性を向上するため、EP2679332A1は、多層構造を有し、1.0μmから1.1μmの波長範囲におけるレーザ光反射率が5〜40%であり、かつレーザ光透過率が5%以下である樹脂フィルムを含む粘着フィルムを開示している。かかる多層樹脂フィルムは、異なる明度特性を有する層の積層体であり、かかる明度特性は、適当量の黒色系レーザ光吸収剤(例えばカーボンブラック)や白色系レーザ光吸収剤(例えば炭酸カルシウム、酸化チタン、タルク、シリカ等)を配合することによって実現され得る。しかしながら、黒色系レーザ光吸収剤(特にカーボンブラック)を含むサブ層を用いると、良好な切断性の確保が求められるなか、短波長レーザ加工後の切断端面に変色やときにはバリまでもが生じてしまい、切断処理後に多大なクリーニングや研磨作業を要することがある。したがって、ファイバレーザ切断処理後の好適な外観や表面印刷性という点において、カーボンブラックのような黒色顔料を用いない多層構造の樹脂フィルムを備える粘着フィルムが好ましい。しかしながら、黒色顔料を含まないフィルムは、ファイバレーザ加工において切断性に乏しいものであった。かかるフィルムは、切断できたとしても、レーザ切断速度が低くなってしまうため、切断処理が遅くなり、加工効率を下げるものであった。
US2008/0014407A1、WO2011/122437A1およびGB24923048は、基材と、一方の表面から他方の表面に通じる貫通孔が複数個形成された接着層と、を含む接着シートを開示している。かかる設計によると、空気の取り込みや膨らみを防止または除去することにより、特に手で被着体に貼付されるバッチエリア接着シートの外観を改善することができる。 EP1184437A2は、防滑性の表面とするための粘着テープの使用を開示している。US2012/0018903A1は、半導体装置を製造する際、フリップチップ型半導体の背面に貼付して用いられるフィルムを開示している。粘着フィルムの多層構造を開示するこれら先行技術文献は、レーザ切断の問題点にはついては触れておらず、異なる技術分野(装飾用接着シートおよび半導体製造)に関するものである。EP2722375A1は、短波長レーザによる切断に適した接着フィルムを開示しており、この接着フィルムが備える基材は、1000〜1100nmの波長範囲におけるレーザ光吸収率が20%以上であり、レーザ光吸収剤としてカーボンブラックを含む。また、同様のフィルムがEP2722376A1に開示されており、このフィルムはレーザ光吸収剤として金属粉または金属化合物粉を含む。US2012/0291845A1は、太陽電池用バックシートを開示している。
したがって、ファイバレーザ加工および炭酸ガスレーザ加工において切断可能であり、上述の不都合を克服する粘着フィルムの提供が望まれる。
本発明は、ここに画定される特許請求の範囲の主題により本目的を達成するものである。したがって、本発明によると、外観に優れた粘着フィルムであって、主波長1.0μm〜1.1μmの短波長レーザで切断される用途において、切断端面の変色およびバリを防止し得るとともに切断速度等の切断性を好適なものとすることができ、かつ炭酸ガスレーザ等の異なる種類のレーザによる切断をも許容する粘着フィルムが提供される。なお、ここに開示されるレーザ光を用いた加工技術は、レーザアブレーションとは異なり、パルス幅が長い(より具体的には、μsオーダーから連続出力の)YAGレーザを用いる切断等の、通常のレーザ加工に関するものである。後述する好適な実施形態は、特記しない限り概念AおよびBのいずれにも適用される。本発明の好適な実施形態については、下記の詳細な説明において説明する。
粘着フィルムの一構成例を模式的に示す断面図である。 粘着フィルムの他の構成例を模式的に示す断面図である。 粘着フィルムがレーザ光によって適切に切断された状態の一典型例を模式的に示す断面図である。
本発明によると、基材としての白色樹脂フィルムと、該樹脂フィルムの少なくとも一面(典型的には、二つの面のうちの少なくとも一方)に設けられた粘着剤層とを備える粘着フィルムが提供される。この粘着フィルムの樹脂フィルムは、単層フィルムであってもよく、少なくとも2層からなる多層構造を有するものであってもよい。
ここに開示される粘着フィルムは、基材としての樹脂フィルムの少なくとも一方の面に粘着剤層を有する。粘着フィルムは、上記基材の一方の面のみに粘着剤層を有する片面粘着フィルム(片面接着性の粘着フィルム)であってもよく、上記基材の一方の面および他方の面にそれぞれ粘着剤層を有する両面粘着フィルム(両面接着性の粘着フィルム)であってもよい。以下、片面粘着フィルムに適用する場合を主な例として本発明をより具体的に説明するが、ここに開示される技術の適用対象を限定する意図ではない。
本発明により提供される粘着フィルムの典型的な構成例を図1に模式的に示す。粘着フィルム1は、基材としての樹脂フィルム10と、その一方の面(片面)10Aに設けられた粘着剤層20とを備え、該粘着剤層20を被着体に貼り付けて使用される。好ましい一態様では、樹脂フィルム10の背面(粘着剤層20が設けられる面とは反対側の面)10Bが剥離性を有する表面(剥離面)となっている。使用前(すなわち、被着体に貼り付ける前)の粘着フィルム1は、粘着剤層20の表面(粘着面)20Aが樹脂フィルム10の背面10Bに当接するようにロール状に巻回され、これにより表面20Aが保護された形態であり得る。あるいは、図2に示す粘着フィルム1のように、粘着剤層20の表面20Aが、少なくとも粘着剤層20に面する側(粘着剤層20側)が剥離面となっている剥離ライナー30により保護された形態であってもよい。
樹脂フィルムは、単層または多層構造を有し得る。好ましくは、樹脂フィルムは、2層以上の多層構造を有する。より好ましくは、樹脂フィルムは3層構造を有する。 図1、2に示す例では、樹脂フィルム10は、第一層12、第二層13および第三層11からなる3層構造を有する。この樹脂フィルム10の第三層11は、第一層12との関係で粘着剤層20側に配置されており、樹脂フィルム10において粘着剤層20側の表面(以下、「前面」ともいう。)10Aを構成している。また、第一層12は、第三層11との関係で背面10B側に配置されており、樹脂フィルム10において背面10Bを構成している。この背面10Bは、粘着フィルム1を被着体に貼り合わせたときに粘着フィルム1の外表面となり得る。第二層13は、第一層12と第三層11との間に設けられている。なお、樹脂フィルム10は3層構造に限定されない。各層に異なる特性を付与することや製造面から、層数は2〜5が好ましい。したがって、第一層と第二層との間や第三層と第二層との間に追加の層が形成されていてもよい。第三層よりも前面側や第一層よりも背面側に追加の層が形成されていてもよい。そのような追加の層は、剥離処理や密着性向上を目的とした層であってもよく、印刷物からなる層であってもよい。なかでも、樹脂フィルムは3層構造または4層構造が好ましく、3層構造が特に好ましい。
特に限定されないが、樹脂フィルムを構成する層は、L表色系で規定される明度Lが40以上(例えば45以上、典型的には55以上)であることが適当であり、60以上(例えば65以上、典型的には70以上)であることが好ましい。これによって、粘着フィルムの外表面の白色度が高まり、例えば、意匠性、表面印刷性、耐候性、識別性等の特性が付与される。ここでいう表面印刷性とは、粘着フィルムの外表面側に位置する樹脂フィルムの背面の明度を高く設定することにより、白色度が高まり、該外表面上に印刷される印刷物に対する該外表面の色彩等の影響が少なくなり、上記外表面への印刷の自由度が高まることを包含する。態様によって、樹脂フィルムの前面と背面とは明度Lが異なってもよい。
ここで、本明細書における「明度」または「明度L」とは、L表色系で規定される明度Lのことを指し、国際照明委員会が1976年に推奨した規定またはJIS Z 8729の規定に準拠するものとする。具体的には、明度Lは、色差計(商品名「CR−400」、コニカミノルタホールディングス社製;色彩色差計)を用い、後述する実施例に記載の方法にて測定することにより求められる。樹脂フィルムが3層以上の多層構造を有する場合、中間に位置する層(例えば第二層)の明度Lは、例えば、外表面を構成する層(例えば第一層や第二層)を切削や研磨するなどして除去し、中間に位置する層を露出させた状態で測定することができる。測定は、色差計(商品名「CR−400」ミノルタ社製;色彩色差計)を用いて行うことができる。後述の実施例2,5,11,12,13,14および比較例5の明度Lは、ここに記載されるように測定されたものであり、それぞれ 93.39、90.83、91.99、92.08、92.72、92.27、71.92という結果であった。これらの結果は、明度Lがここに記載の範囲にあることが有利であることを裏付けるものであり、明度Lは、上述のとおり、70以上であることが特に好ましく、例えば75以上、80以上、態様によってさらには85あるいは90以上であってもよい。
樹脂フィルムが3層以上の多層構造を有する場合、典型的には図1に示すような3層構造を有する場合、図1に示す第一層12、第二層13および第三層11の各層は、特に限定されないが、樹脂フィルム全体の外観が白色である限りにおいて、白色層または透明層とすることができる。ここで、白色層とは、明度Lが65以上(例えば65以上90以下、典型的には70以上85以下)である層をいうものとする。白色層の色度は特に限定されないが、L表色系で規定される色度aは±15(例えば−10から5、典型的には−8から2)の範囲であり得る。
また、樹脂フィルムを構成する層(例えば第一層、第二層および第三層の少なくとも一層)は不透明であることが好ましく、樹脂フィルムを構成する全ての層は不透明であることがより好ましい。ここで「不透明」とは、無色透明を含まないものとして把握され得る。態様によって、有色透明も含まない概念として捉えることもできる。これにより、レーザ光吸収率が好適な範囲に設定される傾向がある。なお、樹脂フィルムを構成する層が透明である場合、粘着フィルムの切断性能が低下し、高い切断品質を得ることができないおそれがある。そのような理由から、樹脂フィルムの全光線透過率は、50%以下(例えば40%以下、態様によって10%超)であることが好ましい。また、樹脂フィルムのヘイズは80%以上(例えば90%以上、典型的には95%以上)であることが好ましい。なお、樹脂フィルムの全光線透過率およびヘイズの測定方法は、JIS K 7361に準拠するものとする。全光線透過率およびヘイズの測定装置としては、村上色彩技術研究所製の「HM−150」を用いることができる。
本発明者らにより、意外にも、ファイバレーザ切断性および最高切断速度は、樹脂フィルムの(1000nm〜1100nmの波長範囲における)レーザ光吸収率、透過率および反射率を特定の範囲に調節することによって顕著に向上し得ることがわかった。
特に、本発明において用いられる樹脂フィルムは、1000nm〜1100nmの波長範囲におけるレーザ光吸収率(A)が少なくとも0%であり、その上限は、1000nm〜1100nmの波長範囲において55%未満であり、好ましくは20%以下、より好ましくは15%以下である。(A)は、好ましくは0〜50(%)であり、より好ましくは0〜20(%)であり、態様によっては1〜15(%)または1〜12(%)である。
本明細書において「レーザ光吸収率」とは、分光光度計(例えば日立ハイテクノロジーズ社製の分光光度計、型式「U−4100」、測定範囲1000〜1100nm、条件は実施例に記載のとおり)を用いて測定される透過率T(%)および反射率R(%)から、以下の式(I)により算出される値をいうものとする。
吸収率A(%)=100(%)−T(%)−R(%) (I)
また、「1000nm〜1100nmの波長範囲におけるレーザ光吸収率」とは、当該波長範囲における最小のレーザ光吸収率(以下、「Amin(1000,1100)」と表すこともある。)を指すものとする。
本発明において用いられる樹脂フィルムは、1000nm〜1100nmの波長範囲におけるレーザ光透過率が5%超であり、好ましくは10%〜50%の範囲、より好ましくは20%〜45%の範囲にあり、例えば、20%〜40%または22%〜38%である。
本発明において用いられる樹脂フィルムは、1000nm〜1100nmの波長範囲におけるレーザ光反射率が40%超であり、好ましくは40〜80%、より好ましくは50〜70%であり、態様によって55〜70%または58〜68%である。
上記レーザ光による粘着フィルムの切断について、図3に示す模式図を用いて説明する。 図3に示すように、樹脂フィルム10を含む粘着フィルム1を被着体に貼り付けてその背面に特定レーザ光LBを照射すると、樹脂フィルム10が特定レーザ光LBを吸収して発熱し、粘着フィルム1を効果的に分解消失させて切断することができる。したがって、特定レーザ光LBの照射幅に応じて粘着フィルム1の切断幅(レーザ光の照射により形成された隙間の幅)Wを精度よくコントロールすることができる。典型的には、図3に示すように、特定レーザ光LBの照射幅(径)と同等またはそれ以上の切断幅Wにて粘着フィルム1を切断することができる。また、切断端面1Eおよび照射境界部1Fの形状精度に優れた高い切断品質を実現することができる。
ここに開示される技術における樹脂フィルムは、レーザ光吸収剤として、Amin(1000,1100)を望ましい範囲に調節し得る各種の材料を、単独で、あるいは数種を適宜組み合わせて含むことができる。特に、本明細書において「レーザ光吸収剤」とは、当該レーザ光吸収剤を含まない対応樹脂フィルムに比べてレーザ光吸収率Amin(1000,1100)を上昇させる作用を発揮し得る材料をいう。
レーザ光吸収剤としては、無色または白色系のレーザ光吸収剤(以下、白色系吸収剤ともいう。)から選ばれる1種または2種以上を使用することが好ましい。また、意匠性や表面印刷性、識別性を考慮した場合、白色系吸収剤の使用が望ましい。
上記「白色系レーザ光吸収剤または非黒色/白色レーザ光吸収剤」は、ここでは、上記波長範囲の光を吸収し得る吸収剤(NIR吸収剤と呼称され得る)を指すものであり、該吸収剤は、透明もしくは白色であるか、あるいは本発明によって用いられる樹脂フィルムの望ましい白色に少なくとも干渉しないものである。
白色系吸収剤としては、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、酸化チタン、タルク、クレー、ケイ酸アルミニウム、塩基性炭酸鉛、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、炭酸カルシウム、シリカが好ましい。なお、ここで挙げた白色系吸収剤は、樹脂フィルムを白色化する目的で使用する白色顔料としても把握され得る成分である。そのような使用目的の違いを考慮して、本明細書における白色系吸収剤は、典型的な白色顔料である酸化チタンを含まないこととすることができる。さらに、アルミナ、タルク、クレー、ケイ酸アルミニウム、塩基性炭酸鉛、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウムの少なくとも1種または2種(例えば3種、典型的には全種)を含まないこととすることもできる。白色系吸収剤が樹脂フィルム(または樹脂フィルムを構成する層)に5質量%以上(あるいは10質量%以上)配合される場合、白色顔料として把握してもよい。白色系吸収剤の平均粒径(D50)は特に限定されないが、0.01〜5μm(例えば0.02〜3μm、典型的には0.05〜2μm)とすることができる。
非黒色/白色レーザ光吸収剤の好適例としては、金属および金属化合物が挙げられる。上記金属の例としては、アルミニウム、チタン、ニッケル、ジルコニウム、タングステン、鉄、銅、銀、金、亜鉛、モリブデン、クロムおよびスズ、これらを主成分とする合金等が挙げられる。金属化合物の例としては、上記金属の酸化物、水酸化物、窒化物、炭化物等(ただし、酸化アルミニウム、酸化チタン等の白色系吸収剤は除く)、ならびに例示の金属から選択される金属のイオンを含む金属有機化合物等が挙げられる。このような金属および金属化合物は、典型的には粉末の形態でレーザ光吸収剤として好ましく用いられる。非黒色/白色レーザ光吸収剤としては他に、特定レーザ光を吸収する性質を有する有機化合物が挙げられる。かかる有機化合物は、例えば、クアテリレン系化合物、ペリレン系化合物、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、アミニウム系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ナフトキノン系化合物、ジイモニウム系化合物、アントラキノン系化合物、芳香族ジチオール系金属錯体(例えばニッケル錯体)等であり得る。なかでも、有機クアテリレン−ビスイミドが好ましい。具体的には、「Lumogen IR 765」および「Lumogen IR 788」(いずれもBASF社製の商品名)が挙げられる。これらは透明性に優れるので、樹脂フィルムの色彩、色調等への影響が少なく好ましい。また、ケイ酸アルミニウムマグネシウムを含むレーザ光吸収剤が特に好ましい。その具体例としては、「Lumogen IR 1050」(BASF社製)が挙げられる。非黒色/白色レーザ光吸収剤の平均粒径(D50)は0.01μm以上20μm以下(例えば0.1μm以上10μm以下、典型的には1μm以上5μm以下)とすることが好ましい。好ましい態様において、ここにクレームされる樹脂フィルムは、白色系吸収剤から選択される少なくとも一つの材料と非黒色/白色レーザ光吸収剤から選択される少なくとも一つの材料との混合物、特には白色系吸収剤および非黒色/白色レーザ光吸収剤として開示されるそれぞれ特定の材料の混合物、を含む。このことは、ここに開示される多層構造の態様では、当該多層のうち少なくとも一層がかかる混合物を含むことを意味し、好ましくは各層がかかる混合物を含むことを意味する。かかる混合物の具体例としては、白色系吸収剤として炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、タルク、クレー、ケイ酸アルミニウム、特には炭酸カルシウム、シリカおよび酸化チタンが挙げられ、かつ非黒色/白色レーザ光吸収剤としてここに例示のものを含む混合物が挙げられる。また、ここに記載および定義されるとおり、樹脂フィルムが、非黒色/白色レーザ光吸収剤に添加混合される形態において白色系着色剤、特には酸化チタンの混合物を含むことも好ましい。なお、かかる混合物は、ここに記載される多層構造の態様においては、当該多層のうち少なくとも一層に含まれ、好ましくは多層樹脂フィルムの各層に含まれる。
樹脂フィルムにおけるレーザ光吸収剤の配合割合は、例えば0.01質量%以上とすることができ、好ましくは0.05質量%以上(例えば0.07質量%以上)である。レーザ光吸収剤の配合割合が多すぎると、レーザ切断残渣が目立ちやすくなることがあり得る。したがって、通常、白色系吸収剤の配合割合の上限は、好ましくは20質量%以下(例えば15質量%以下、典型的には12質量%以下)であり、10質量%未満(典型的には5質量%未満)であってもよい。白色系レーザ光吸収剤および非黒色/白色レーザ光吸収剤の混合物が採用される場合、上記下限値および上限値は当該混合物に適用され、望ましい混合比が選択され得る。上記混合比は、1:20から20:1の範囲内、例えば1:10から10:1、態様によって1:5から5:1、例えば1:4から4:1、1:2から2:1、1:1程度(重量基準)等であり得る。
無機レーザ光吸収剤または無機/有機ハイブリッド型吸収剤が特に好ましく、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、無機マグネシウム化合物およびこれらの組合せを含む材料を基にしたものが好ましい。充分な切断性および満足な全体的外観を実現するためには、上記白色樹脂フィルム(多層構造が採用された場合は、その1層または2層以上)が、外観とレーザ切断性とをバランス良く実現するように、酸化チタンと組み合わせて、シリカ、水酸化アルミニウムおよびケイ酸アルミニウムマグネシウムのなかから選択されるレーザ光吸収剤をさらに含むことが好ましい。
樹脂フィルムが少なくとも2層構造を有するものである場合、各層に上述のレーザ光吸収剤を含ませることが好ましい。好ましい一態様では、第一層と第二層(さらに他の層)のいずれの層にもレーザ光吸収剤が配合されている。 また、第一層と第二層に配合するレーザ光吸収剤を異ならせてもよい。レーザ光吸収剤として白色系吸収剤に加えて、上述の「Lumogen IR 765」、「Lumogen IR 788」または「Lumogen IR 1050」を配合することが好ましい。各層には、さらに非黒色/白色レーザ光吸収剤が含まれていてもよい。各層におけるレーザ光吸収剤の好ましい配合割合としては、上述の樹脂フィルムにおけるレーザ光吸収剤の配合割合と同じ配合割合を適用することができる。なお、多層構造の樹脂フィルムを構成する全ての層が、レーザ光吸収剤を含む必要はない。上記樹脂フィルムの各層のうち、少なくとも粘着剤層側に位置する層(典型的には第三層)は、レーザ光吸収剤を含むことが好ましい。 2層がレーザ光吸収剤を含む三層構造は、より高いレーザ切断最高速度を実現できるためより好ましい。この点においてさらに好ましい構造では、多層フィルムの各層がいずれもレーザ光吸収剤を含む。
カーボンブラック等の黒色系吸収剤によると、短波長レーザ加工後の切断端面およびその付近が変色しやすい。したがって、本発明の好ましい態様では、黒色系吸収剤(特にカーボンブラックを含む)の含有量は、樹脂フィルムの0.01質量%未満、より好ましくは0.001質量%未満である。さらに好ましい態様では、樹脂フィルムを構成する層は、黒色系吸収剤、特にはカーボンブラックを含まない。
樹脂フィルムを構成する樹脂成分として使用し得る材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレン−ポリエチレンブレンド樹脂等のポリオレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;その他、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が例示される。かかる樹脂材料にレーザ光吸収剤を配合してなる樹脂組成物を、典型的にはフィルム状に成形することにより、樹脂フィルムを形成することができる。成形方法は特に限定されず、従来公知の押出成形法(例えば、インフレーション押出成形法やTダイ成形法)、キャスト成形法等を適宜採用することができる。樹脂フィルムが少なくとも2層(典型的には2層以上の樹脂層)を有する場合、複数の樹脂層を備える樹脂フィルムは、各樹脂層に対応する樹脂組成物を同時に(例えば、多層インフレーション成形法や多層Tダイ成形法により)成形する方法、各々の層を成形した後に貼り合わせる方法、先に成形した層の上に他の層をキャストする方法等を、単独で、あるいは適宜組み合わせて採用することにより得ることができる。なお、各樹脂層を構成する樹脂成分は、上述した種類のなかから適宜選択することができる。各樹脂層の樹脂成分は同じであってもよく異なっていてもよい。
上記樹脂フィルム(あるいは樹脂フィルムを構成する層)には、顔料、染料等の着色剤を含ませ得る。上記着色剤の好適例としては、白色系着色剤が挙げられる。第一層には、公知の白色系着色剤(好適には白色顔料)を配合することが好ましい。白色系着色剤としては、酸化チタン等の無機の着色剤や、アクリル系樹脂粒子等の有機の着色剤等が挙げられる。これらの着色剤は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
着色剤の含有量は特に限定されず、公知の範囲とすることができる。例えば、樹脂フィルム中に0.1〜30重量%、好ましくは0.1〜25重量%(典型的には0.1〜20重量%)とすることができる。樹脂フィルムを構成する層(例えば第一層および/または第二層、好適には第一層)に白色系着色剤(典型的には白色顔料)を配合する場合、その配合割合は5質量%以上とすることが適当であり、6質量%以上(例えば7質量%以上)としてもよい。特に限定されないが、白色系着色剤(典型的には白色顔料)の配合割合の上限は20質量%以下とすることが適当であり、15質量%以下としてもよい。
上記樹脂フィルムには、必要に応じて任意の添加剤を配合することができる。かかる添加剤の例としては、難燃剤、帯電防止剤、光安定剤(ラジカル捕捉剤、紫外線吸収剤等)、酸化防止剤等が挙げられる。
上記樹脂フィルムの背面には、印刷が施されていてもよい。かかる場合、樹脂フィルムの背面の白色度を高めることによって、印刷の自由度が高まり、見映えの良い印刷が実現される。印刷方法としては、特に限定されず、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、凸版印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷等の、公知または慣用の各種の方法を適宜採用することができる。
上記樹脂フィルムの表面には、必要に応じて、隣接する材料に対する密着性を高める処理が施されていてもよい。密着性を高めるための処理としては、コロナ放電処理、酸処理、紫外線照射処理、プラズマ処理、下塗剤(プライマー)塗布等が例示される。かかる表面処理は、樹脂フィルムの前面および背面のいずれにも好ましく適用され得る。樹脂フィルムの表面に印刷を行う場合、樹脂フィルムの表面に上記表面処理(例えばコロナ放電処理)を行った後、樹脂フィルムの表面に印刷を行い、後述する剥離処理を行ってもよい。
また、樹脂フィルムの少なくとも一方の表面(前面および/または背面、好ましくは背面)には、剥離性を向上させるための適宜の表面処理が施されていてもよい。そのような表面処理が施された樹脂フィルムは、少なくとも一方の表面が剥離面となっているものであり得る。当該表面に剥離処理が施された(典型的には、剥離処理剤による剥離処理層が設けられた)樹脂フィルムを好適に用いることができる。上記剥離処理層の形成には、公知または慣用の剥離処理剤を用いることができる。そのような剥離処理剤としては、シリコーン系剥離処理剤、非シリコーン系剥離処理剤が挙げられる。非シリコーン系剥離処理剤としては、フッ素系、長鎖アルキル系の剥離処理剤を用いることができる。ポリアミド等の縮合物または付加重合物系の剥離処理剤であってもよい。剥離処理剤の他の好ましい例としては、当業者に剥離処理剤として知られるワックス材が挙げられる。なお、ポリオレフィン樹脂等の低極性ポリマー等の低接着性材料からなる樹脂フィルムでは、該フィルムの表面を、特に剥離処理を施すことなく剥離面として利用することができる。あるいは、低接着性材料からなる樹脂フィルムの表面にさらに剥離処理を施してもよい。剥離処理方法(典型的には剥離処理剤の付与方法)は特に限定されず、従来公知の塗布手段が適宜採用され得る。上述のような剥離処理(典型的には剥離処理層の形成)は、予め樹脂フィルムに対して行ってもよいが、樹脂フィルム上に粘着剤層を設けて巻回する一連の工程において、粘着剤層を設ける前後であって巻回する前に行うことも可能である。また、剥離ライナーを備える剥離ライナー付き粘着フィルムにおいては、上述の剥離処理を剥離ライナーに適用してもよい。
上記樹脂フィルムの厚さは、通常、10μm〜150μm程度とすることが適当である。10μmよりも薄すぎる場合、または150μmより厚すぎる場合には、樹脂フィルムまたは該樹脂フィルムを備えた粘着フィルムのハンドリング性が低下しやすくなることがある。好ましい一態様では、樹脂フィルムの厚さは20μm〜110μm(より好ましくは40μm〜100μm)である。樹脂フィルムが少なくとも2層を有する場合、各層の厚さは、それぞれ独立して、3μm以上(例えば5μm以上、典型的には10μm以上)であり得る。また、該厚さは、それぞれ独立して、70μm以下(例えば50μm以下、典型的には40μm以下)としてもよい。
樹脂フィルムが2層以上からなる多層構造を有する場合、第一層の厚さおよび第三層の厚さは、それぞれ独立して、樹脂フィルム全体の厚さの10%以上(例えば30%以上、典型的には50%以上)を占めることが適当であり、また90%以下(例えば70%以下、典型的には50%以下)を占めるものであってもよい。さらに第二層が配置されている場合、第一層、第三層および第二層の厚さは、それぞれ独立して、樹脂フィルム全体の厚さの10%以上(例えば15%以上、典型的には30%以上)を占めることが適当であり、また50%以下(例えば40%以下、典型的には35%以下)を占めるものであってもよい。なお、上述の第一層、第二層、必要であれば第三層の厚さは、それらの合計が100%を超えない範囲で適切に選択される。樹脂フィルムが2層または3層構造の場合は、樹脂フィルムを構成する各層の合計が100%となるように選択される。
ここに開示される技術における粘着剤層を構成する粘着剤は特に限定されず、例えば、公知のゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤等を用いることができる。粘着性能やコストの観点から、ゴム系粘着剤またはアクリル系粘着剤を好ましく採用し得る。ゴム系粘着剤は、自動ラミネート加工後におけるファイバレーザ切断処理および炭酸ガスレーザ切断処理のいずれにおいても優れた粘着性能を発揮するためさらに好ましい。上記粘着剤層は、単層構造であってもよく、組成の異なる2以上の層を有する積層構造であってもよい。
ゴム系粘着剤の例としては、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤等が挙げられる。合成ゴム系粘着剤のベースポリマーたるゴム系ポリマーの具体例としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、ポリイソブチレン、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレンブチレンランダム共重合体等のスチレン系エラストマー;その他、エチレンプロピレンゴム、プロピレンブテンゴム、エチレンプロピレンブテンゴム等が挙げられる。
アクリル系粘着剤としては、例えば、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートを主成分とし、これに必要に応じて該アルキル(メタ)アクリレートと共重合可能な改質用モノマーを加えたモノマー組成を有するアクリル系ポリマーをベースポリマー(ポリマー成分のなかの主成分)とするものが好ましい。上記改質用モノマーの例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有モノマー;(メタ)アクリル酸等のカルボキシル基含有モノマー;スチレン等のスチレン系モノマー;酢酸ビニル等のビニルエステル類;等が挙げられる。かかるアクリル系粘着剤は、溶液重合法、エマルション重合法、紫外線(UV)重合法等の慣用の重合法により得ることができる。
上記粘着剤層には、レーザ光吸収剤を含有させることができる。また、複数の層からなる粘着剤層では、それらのうち少なくとも一つの層にレーザ光吸収剤を含有させることができる。粘着剤層に含有され得るレーザ光吸収剤は、上述のレーザ光吸収剤のなかから1種または2種以上を適宜選択することができる。粘着剤層におけるレーザ光吸収剤の含有割合は、5質量%以下とすることが適当であり、好ましくは3質量%以下(例えば1質量%以下)である。レーザ光吸収剤の含有割合が多すぎると、粘着性能が損なわれることがあり得る。ここに開示される技術は、粘着剤層がレーザ光吸収剤を実質的に含有しない態様でも好ましく実施され得る。
上記粘着剤層には、必要に応じて任意の添加剤を配合することができる。かかる添加剤の例としては、架橋剤、粘着付与剤、軟化剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤(顔料、染料等)、光安定剤(ラジカル捕捉剤、紫外線吸収剤等)、酸化防止剤等が挙げられる。
粘着剤層の厚さは、粘着フィルムの用途に応じて適切な粘着性能が得られるように適宜設定することができる。通常は、粘着剤層の厚さは、0.5μm〜50μmが適当であり、好ましくは1μm〜30μm(例えば2μm〜20μm)、態様によっては5μm〜15μm、例えば10μmである。
樹脂フィルム上に粘着剤層を設ける方法は特に限定されない。例えば、粘着剤層形成成分が有機溶媒に溶解した溶液または水性溶媒に分散した分散液を樹脂フィルムに塗布して乾燥させることにより樹脂フィルム表面に直接粘着剤層を形成する方法、剥離性を有する表面上に形成した粘着剤層を樹脂フィルムに転写する方法、粘着剤層形成成分と樹脂フィルム形成用の樹脂組成物とを共押出(多層押出)する方法、等の公知の方法を適宜採用することができる。
ここに開示される粘着フィルムは、主波長1000nm〜1100nmのレーザ光(特定レーザ光)で切断して用いられる粘着フィルム(レーザ切断用粘着フィルム)として好しく使用される。該粘着フィルムが特定レーザ光で切断される時期は、被着体への貼付け前であってもよく、貼付け後であってもよい。粘着フィルムが被着体への貼付け前に特定レーザ光で切断される態様としては、例えば図2に示すように粘着剤層20の表面が剥離ライナー30で保護された状態で、粘着フィルム1の背面(樹脂フィルム10の背面10B)から特定レーザ光を照射することにより剥離ライナー30を残して粘着フィルム1のみを切断する態様、あるいは剥離ライナー30とともに粘着フィルム1を切断する態様が例示される。これにより所望の形状に切断された粘着フィルムは、その後、任意の被着体に貼り付けられて、該被着体の表面保護、装飾、ラベリング、他の被着体との接着等の機能を果たし得る。被着体への貼付け後に粘着フィルムが特定レーザ光で切断される態様としては、ワークの表面に粘着フィルムを貼り付け、その粘着フィルムの背面から特定レーザ光を照射して上記ワークのレーザ加工(切断、孔あけ、切削等)を行う態様が例示される。かかる態様において、粘着フィルムは、レーザ加工の前後あるいはレーザ加工中にワークの表面を保護する保護フィルムとしての機能を果たし得る。
しかしながら、上述のとおり、本発明に係る粘着フィルムは、炭酸ガスレーザ(主波長9.3μm〜10.6μm程度)を用いたレーザ光による切断を行う際の表面保護フィルムとしての使用にも適する。本発明に係る粘着フィルムが、ファイバレーザや炭酸ガスレーザを伴うレーザ切断処理時に意外にも使用可能であることが見出されたためである。さらには、上述のとおり、黒色着色剤/黒色吸収剤が含まれていない場合において、特に本発明に係るフィルムは、より優れた表面保護を提供しつつ、切断端面上およびその付近ならびに残った金属表面上における変色や黒色残渣の残留を防止して切断後のクリーニング作業の必要性を低減することができる。
本発明に係る粘着フィルムの総厚は、好ましくは50〜150μmであり、より好ましくは60〜100μmの間であり、特に好ましくは70〜90μmの間である。上記総厚は、EN1942にしたがって求められ得る。
基材表面の粗さおよびその形状の複雑さに応じ、BA鋼に対する粘着フィルムの接着性は、好ましくは100cN/20mm以上、例えば100〜500cN/20mm、より好ましくは140cN/20mm以上に設定される。粗い金属表面における用途には、BA鋼に対する接着性は、250cN/20mm以上、例えば300cN/20mm以上であることが好ましい。BA鋼に対する接着性は、EN1939にしたがって求められ得る。
BA鋼上の粘着フィルムの耐候性は、ISO4892−2にしたがって測定され、好ましくは15時間超、より好ましくは20時間超である。
粘着フィルムの流れ方向(MD)の引張り強さは、好ましくは10N/20mm以上であり、より好ましくは15N/20mm以上であり、特に好ましくは20N/20mm以上である。上記引張り強さ(MD)は、EN14410にしたがって求められる。
特に限定するものではないが、粘着フィルムは、EN14419にしたがって測定され得る伸び率(MD)が100%以上であり、好ましくは120%以上であり、特に好ましくは150%以上である。
以下、例示を目的として、本発明に関するいくつかの実施例を説明する。なお、以下の説明中の「部」および「%」は、特に断りがない限り質量基準である。
<実施例1>
以下のようにして図1と同様の構成を有する粘着フィルム1を作製した。すなわち、表1に示す原料を配合して三層共押出インフレーションフィルム成形機によりダイス温度165℃で成膜し(インフレーション成形法)、総厚が75μmの3層構造樹脂フィルム10を作製した。この樹脂フィルム10を構成する第一層12、第二層13および第三層11の各組成および厚さを表1に示す。
表1、2にある略語を以下に説明する。
PO:ポリオレフィン
PE:ポリエチレン
WH−A:60重量%の二酸化チタン(TiO)とポリオレフィン(PO)担体材料からなる白色マスタバッチ
ABS−A:市販の吸収材料であるBASF社製の「Lumogen IR 1050」とポリオレフィン(PO)担体材料とを含む吸収剤マスタバッチ
ABS−B:市販の吸収材料である「LM PE 6550(Polyone)」とポリオレフィン(PO)担体材料とを含む吸収剤マスタバッチ
ABS−C:市販の吸収材料である「145463 WT(Polyone)」とポリオレフィン(PO)担体材料とを含む吸収剤マスタバッチ
ABS−D:市販の吸収材料である「Argutec Laser 19LD(Argus)」とポリオレフィン(PO)担体材料とを含む吸収剤マスタバッチ
ABS−E:市販の吸収材料Polybatch IR1515(Schulmann)とポリオレフィン(PO)担体材料とを含む吸収剤マスタバッチ
ABS−F:市販の吸収材料である「Maxithen HP751237LS(Gabriel Chemie)」とポリオレフィン(PO)担体材料とを含む吸収剤マスタバッチ
作製した樹脂フィルムの片面(第三層11側表面)にコロナ放電処理を施した。そのコロナ放電処理面に下記粘着剤組成物を、乾燥後の厚さが10μmとなるように塗布して乾燥させた。このようにして、基材の片面に天然ゴム系粘着剤層20を有する粘着フィルム1を得た。この粘着フィルム1は、樹脂フィルム10の第一層12、第二層13および第三層11が、いずれも白色層であり、第三層11側に粘着剤層20が設けられていた。
(粘着剤組成物)
天然ゴム100部に対し、粘着付与剤(日本ゼオン社製、商品名「Quintone A100」)70部、老化防止剤(大内新興化学工業社製、商品名「ノクラックNS−5」)2部、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL」)3部およびトルエンを加えて混合し、天然ゴム系粘着剤を得た。
<実施例2>
表1に示されるようにポリオレフィンの分量をABS−Aの減量分増やすように組成を変更した他は例1と同様にして、例2に係る樹脂フィルムを作製した。上記作製した樹脂フィルムを用い、例1と同様にして、例2に係る全体が白色の粘着フィルムを得た。
<実施例3〜4>
表1に示されるようにフィルム層の厚さを異ならせた他は例2と同様にして、例3〜4に係る樹脂フィルムを作製した。上記作製した樹脂フィルムを用い、例1と同様にして、例3〜4に係る全体が白色の粘着フィルムを得た。
<実施例5〜10>
吸収剤ABS−Aが樹脂フィルムを構成する3層のうち2層のみに配合されるように各層の組成および厚さを表1に示す内容に変更した他は例1と同様にして、例5〜10に係る樹脂フィルムを作製した。これら作製した各樹脂フィルムを用い、例1と同様にして例5〜10に係る粘着フィルムを得た。これら粘着フィルムの第一層、第二層および第三層は白色であった。
<実施例11〜14>
ABS−Aに代えて異なる吸収剤マスタバッチABS−B、ABS−C、ABS−DおよびABS−Fを使用した他は例1と同様にして、例11〜14に係る樹脂フィルムを作製した。これら作製した樹脂フィルムをそれぞれ用い、例1と同様にして、例11〜14に係る粘着フィルムを得た。これら粘着フィルムの第一層、第二層および第三層は白色であった。
<比較例1>
第二層および第三層用の組成物としてABS−Aに代えて紫外線安定剤マスタバッチが1質量%および1.5質量%の割合でそれぞれ使用した他は例6と同様にして、比較例1に係る樹脂フィルムを作製した。作製したこの樹脂フィルムを用い、例6と同様にして、比較例1に係る全体が白色の粘着フィルムを得た。
<比較例2>
表2に示されるようにポリオレフィンの分量を吸収材料ABS−Aの減量分増やすように組成を変更した他は例1と同様にして、比較例2に係る樹脂フィルムを作製した。上記作製した樹脂フィルムを用い、例1と同様にして、比較例2に係る全体が白色の粘着フィルムを得た。
<比較例3〜4>
ABS−Aに代えて吸収剤マスタバッチABS−Eを用いた他は例1、2と同様にして、比較例3、4に係る樹脂フィルムを作製した。これら作製した樹脂フィルムを用い、例1、2と同様にして、比較例3、4に係る全体が白色の粘着フィルムを得た。
<比較例5>
表2に示されるようにポリオレフィンの分量を白色マスタバッチWH−Aの減量分増やすように組成を変更した他は例2と同様にして、比較例5に係る樹脂フィルムを作製した。上記作製した樹脂フィルムを用い、例1と同様にして、比較例5に係る透明な粘着フィルムを得た。
[評価]
上記で作製した各例に係る粘着フィルムまたは樹脂フィルムから適切なサイズのサンプルを切り出し、以下の項目を評価した。
(1)透過率
測定装置:日立ハイテクノロジーズ社製の分光光度計、型式「U−4100」
測定条件:測定モード応用計測、データモード%T(透過率)、スキャンスピード750nm/min、サンプリング間隔1nm、スリット自動制御、ホトマル電圧自動1、光量制御モード固定、高分解能測定OFF、減光板未使用、PbS感度1、セル長10mm
測定方法:
(i).測定装置の電源を入れ、装置を安定させるために2時間以上待機した。その後、サンプルをセットせずにベースラインを測定した。
(ii).次いで、測定装置の透過率測定部分にサンプルをセットし、上記測定条件にて1000nm〜1100nmの波長範囲の透過率を測定した。
(2)反射率
測定装置:日立ハイテクノロジーズ社製の分光光度計、型式「U−4100」
測定条件:測定モード応用計測、データモード%R(反射率)、スキャンスピード750nm/min、サンプリング間隔1nm、スリット自動制御、ホトマル電圧自動1、光量制御モード固定、高分解能測定OFF、減光板未使用、PbS感度1、セル長10mm
測定方法:
(i).測定装置の電源を入れ、装置を安定させるために2時間以上待機した。その後、反射率測定部分に白色標準板をセットし(サンプルはセットしない。)、ベースラインを測定した。
(ii).次いで、反射率測定部分にサンプルをセットした。このとき、サンプルを透過した光の反射を防止するため、サンプルの入光面と反対側に日東樹脂工業社製の樹脂板、商品名「クラレックス(登録商標)」(黒色、1mm厚)を置いた。そして、上記測定条件にて1000nm〜1100nmの波長範囲の反射率を測定した。
(3)吸収率
上記透過率T(%)および反射率R(%)から、次式:100(%)−T(%)−R(%);により、1000nm〜1100nmの波長範囲における最小の吸収率Amin (1000,1100)を算出した。その結果を、上記最小吸収率の波長における透過率T(Amin)および反射率R(Amin)の値とともに、表1〜2に示す。
(4)レーザ切断
各サンプル(1mm厚のSUS304 2B板に粘着フィルムを貼った状態のもの、樹脂フィルムの場合は、その端部を粘着テープで固定した状態のもの)をレーザ溶接機の加工台上にセットし、以下の条件で所定の切断ラインに沿ってレーザ光を照射した。
使用レーザ:Rofin Sinar FL020 ファイバレーザ;LVD Electra FL−3015 ファイバレーザ切断装置(波長1μm、出力2kW)
レーザ切断の評価結果を表1および2に示す。
Figure 2016104851
Figure 2016104851
例に示された粘着フィルムによって明らかなように、優れたファイバレーザ切断性を有する白色の表面保護フィルムが提供され得る。これに対して、比較例1〜4は、吸収率/透過率/反射率特性が本発明の規定範囲外にあるため、ファイバレーザ切断性に乏しい。本発明に係るサンプルによるこれらの結果は、異なる種類の鋼板材および2mm以上等の異なる板厚を採用した試験によっても確認されており、それぞれ良好な切断性能を裏付けるものであった。
本発明に係る粘着フィルムは、ファイバレーザや炭酸ガスレーザによる切断処理において表面保護テープとして用いられる。本発明によると、好適な外観および表面印刷性を有し、短波長レーザ加工後の切断端面に変色やバリ形成を起こさず、かつ残った金属シート上に黒色残渣の残留や変色を起こさない粘着フィルムが提供される。同時に、本発明の粘着フィルムは、好適な切断性を示し、適切なファイバレーザ切断速度を実現するものである。本発明の粘着フィルムを表面保護フィルムとして使うことにより、切断処理後の多大なクリーニングや研磨作業が不要となり、切断処理自体も加速され得るため、レーザ加工法の効率が向上し得る。
1:粘着フィルム
10:樹脂フィルム
11:第一層
12:第二層
13:中間層
20:粘着剤層
30:剥離ライナー
LB:レーザ光
W:切断幅

Claims (8)

  1. 基材としての白色樹脂フィルムと、該樹脂フィルムの少なくとも一つの面に設けられた粘着剤層と、を含む粘着フィルムであって、
    前記樹脂フィルムは、1000nmから1100nmの波長範囲におけるレーザ光吸収率が0%以上55%未満であり、1000nmから1100nmの波長範囲におけるレーザ光透過率が5%超であり、1000nmから1100nmの波長範囲におけるレーザ光反射率が40%超である、粘着フィルム。
  2. 前記樹脂フィルムは多層構造を有する、請求項1に記載の粘着フィルム。
  3. 前記樹脂フィルムは3層構造である、請求項1または2に記載の粘着フィルム。
  4. 前記樹脂フィルムを構成する各層はポリオレフィン樹脂を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
  5. 前記樹脂フィルムを構成する各層はJIS Z 8729に規定される明度Lが40以上である、請求項1から4のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
  6. 前記樹脂フィルムにおけるカーボンブラック含有量は0.01質量%未満である、請求項1から5のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
  7. 前記樹脂フィルムは、TiOを5質量%以上の割合で含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載の粘着フィルムの使用であって、
    主波長が1000nmから1100nmのレーザ光による切断を伴う用途における表面保護フィルムとしての前記粘着フィルムの使用。
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